Интерферометры - Захарьевский А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Средняя квадратичная высота гребешков вычисляется по формуле _
Г n\+h\+h\+ ...+h\
-nCp. кв — 1/ —- .
У П
200.
Фиг. 147. К определению средней квадратичной высоты гребешков. Установлено 14 классов чистоты поверхности. Некоторые сведения о величине Яср.кв в зависимости от способа обработки содержатся в табл. 11.
Таблица 11
№ группы Способ обработки Классы
и старое ff ер- KB В MK
обозначение чистоты
1. V Обдирка, грубое точение, строгание 1 100-50
и фрезерование 2 50-25
3 25-12,5
2. VV Получистовое и чистовое точение, 4 12,5-6,3
строгание и фрезерование 5 6,3-3,2
6 3,2-1,6
3. VVV Шлифование, алмазное точение, про- 7 1,6-0,8
тягивание и развертывание 8 0,8-0,4
9 0,4-0,2
4. VVVV Тонкая обработка, отделка, полирова- 10 0,2-0,1
ние, суперфиниш 11 0,1-0,05
12 0,05-0,025
13 0,025-0,012
14 0,012-0,000
Существует много методов испытания чистоты поверхности. Субъективная оценка чистоты по сравнению с образцом может быть произведена как невооруженным глазом, так и с помощью лупы или микроскопа. Имеется также несколько систем механических про-филометров, у которых ощупывание поверхности производится с помощью острой иглы. Колебания иглы записываются на пленку в виде графика микропрофиля или передаются электрическим путем на приборы, указывающие непосредственно Hap.^. Длина трассы, которую проходит игла по поверхности испытуемой детали, равна 10—20 мм. Недостатком механических способов является то, что игла царапает поверхность детали, вследствие чего получается несколько искаженный график микропрофиля.
Оптические методы испытания чистоты осуществляются без непосредственного механического контакта с поверхностью. Из оптических приборов для этой цели широко распространен двойной микроскоп В. П. Линника, в который непосредственно наблюдается микропрофиль поверхности в виде светлой зазубренной линии.
Наибольшие трудности встречаются при оценке чистоты 4-й группы, для которой Яср.А измеряется десятыми и даже сотыми долями микрона. Здесь находят применение интерференционные методы испытания.
Разработка интерферометров для нужд машиностроения ведется группой советских оптиков под руководством акад. В. П. Линника.
20 t Этой группой построен ряд приборов для испытания макро- и микро-профилей поверхностей. Идеями советской школы пользуются иностранные фирмы, которые выпускают подобные же приборы.
§ 23. Микроинтерферометр В. П. Линника
1. Идея микроинтерферометра, изобретенного акад. В. П. Лин-ником [38] и [39], состоит в следующем. Если наложить на испытуемую металлическую поверхность Q пробное стекло P (фиг. 148) и получить интерференционные полосы, перпендикулярные к направлению штрихов, то каждый штрих будет отмечен зигзагообразным.
выступом на интерференционной полосе. Так как ширина штрихов очень мала, то при наблюдениях невооруженным глазом или при недостаточном увеличении микроскопа зигзаги имеют вид тонких нитей (бахрома), отходящих с одной из сторон интерференционной'полосы. Если же рассматривать интерференционную картину в микроскоп М, увеличивающий в 100— 200 раз, то ширина штрихов будет иметь заметную видимую величину. При этом ширина интерференционных полос также должна быть мала и соизмерима с шириной штрихов, что достигается путем увеличения угла между испытуемой поверхностью и пробным стеклом. В результате интерференционная картина приобретает вид, изображенный на фиг. 148,В. В микроинтерферометре Линника пробное стекло заменено мнимой относительной плоскостью.
2. При конструировании микроинтерферометров приходится считаться с следующими трудностями. Ширина штрихов у поверхностей 4-й группы чистоты очень мала,— порядка 0,02—0,002 мм, а число штрихов на 1 мм достигает 500. Для того чтобы ширина штриха была явно выражена, требуются увеличения порядка 250+-500х. При таких увеличениях свободное расстояние между предметом и объективом микроскопа бывает менее одного миллиметра, ввиду чего приходится помещать интерферометрическое устройство между объективом и окуляром микроскопа. Это значительно усложняет конструкцию прибора.
Микроинтерферометры строятся с расчетом на применение бело-то света, чтобы получить белую интерференционную полосу, легко отличимую от прочих полос. Это облегчает изучение профиля поверхности, особенно в случае разрыва полос.
При наблюдении поверхности в микроскоп можно различить два типа штрихов: штрихи типа а (фиг. 149) имеют закругленные края; у таких штрихов интерференционная полоса прослеживается по всей
¦Фиг. 148. Идея микроиитер-.ферометра В. П. Линника.
202. ее длине; штрихи типа Ь имеют острые края и вызывают разрыв системы полос. В монохроматическом свете при этом нельзя определить целого числа полос, на которое одна система сдвинута относительно другой. Очень часто интерференционная картина получается настолько спутанной (фиг. 149,А), что её расшифровка может быть уверенно произведена только при наличии белой полосы. Как было выяснено в § 14, для получения ярко окрашенных полос в белом свете требуется, чтобы толщины стекол в двух ветвях интерферометра были равны друг другу с точностью порядка 0,01 мм. , г—
